MSP430单片机的热敏电阻温度测量

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  • 摘要 传统的数字式测量电阻的方法是先将电阻值转换为电信号(如电压),再用A/D转换器将其转换为数字信号,因此电路复杂,费用高。本文介绍一种类R—F转换频率测量温度的方法。直接把热敏电阻Rt接到由RC构成的多谐振荡器电路中,用MSP430单片机的捕获功能来获得多谐振荡器输出信号高低电平的脉宽并同时计数,则热敏电阻Rt与捕获高低电平时的计数值的差值成正比关系,查表可得温度值。
    关键词 热敏电阻 温度测量 MSP430单片机捕获中断


        测量温度一般采用热敏电阻做传感器,测量的方法有R—V转换电压测量法和R—F转换频率测量法。这两种方法的电路复杂且成本高,电路中很多元器件直接影响测量精度。本文论述一种类R—F转换频率的测量法,用NE555定时器和热敏电阻等器件构成振荡器,由MSP430单片机的捕获功能来捕获多谐振荡器输出信号的高低电平并计数,热敏电阻Rt与捕获高低电平时的计数值的差值成正比关系。该方法电路简单、成本低,系统流程框图如图1所示。

    MSP430单片机的热敏电阻温度测量

    1 负温热敏电阻
        PT一25E2热敏电阻温度阻值变化曲线如图2所示。PSB型负温热敏电阻由Co、Mn、Ni等过渡金属元素的氧化物组成,经高温烧成半陶瓷,利用半导体毫微米的精密加工工艺,采用玻璃管封装,耐温性好,可靠性高,反应速度快且灵敏度高。它采用轴向型结构,便于安装,能承受更高温度,且玻璃封装耐高低温(一50~350℃)。

    MSP430单片机的热敏电阻温度测量


    2 MSP430单片机计数法测温原理
        以NE555定时器为核心组成典型的多谐振荡器,把被测热敏电阻Rt作为定时元件之一接入电路中,NE555定时器输出引脚接MSP430单片机的P1.2脚(Timer_A:捕获、CCIlA输入引脚)。系统电路如图3所示。

    MSP430单片机的热敏电阻温度测量

        由NE555工作原理可知,多谐振荡器输出信号(周期性矩形波)的高电平时间(1个周期内)为:

        MSP430单片机的热敏电阻温度测量

    若控制MSP430单片机的定时器A计数时钟的频率设置为f,则捕获到高电平时间内的计数值为NH,捕获到低电平时间内的计数值为NL,所以有:

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